光纖式脈搏與呼吸檢測方法及實驗研究.pdf

1、光纖本身所具有的寬帶、大容量、低損耗、體積小、耐腐蝕、電絕緣、抗電磁干擾等優(yōu)勢，使得光纖傳感器在復(fù)雜環(huán)境條件中，如橋梁結(jié)構(gòu)、航空航天、石油開采、電力傳輸?shù)鹊玫搅藦V泛的應(yīng)用。不僅如此，光纖傳感器在生物醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域也受到越來越多的重視。與傳統(tǒng)的電學(xué)傳感器相比，光纖傳感器不需要前端放大裝置，傳感探頭體積小的優(yōu)勢適合醫(yī)學(xué)微創(chuàng)生理信息檢測，此外光纖傳感器還具有抗電磁干擾的優(yōu)勢，特別適合在MRI、太空等復(fù)雜電磁環(huán)境下的生理信息檢測。
　　本文

2、的主要研究目的是利用光纖布拉格光柵應(yīng)變檢測原理、光纖微彎效應(yīng)、模式干涉原理，實現(xiàn)橈動脈脈搏波和呼吸波的獲取與分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，針對脈搏波信號微弱的特性，設(shè)計基于杠桿原理的力學(xué)增敏機構(gòu)，并建立力學(xué)傳感模型，分析了影響傳感器靈敏度的主要因素。搭建了測試系統(tǒng)，并測試了K值為6.2∶1和0.35∶1兩種條件下的傳感器靈敏度，結(jié)果表明，K=6.2∶1的情況下傳感器的具有更高的力學(xué)靈敏度為8.236nm/N。此外，按照

3、中醫(yī)脈診的要求測量了不同位置及深度下的脈搏波波形，并與電學(xué)脈診儀相比。實驗結(jié)果表明，該測量裝置適用于中醫(yī)脈診。
　　其次，基于單模光纖微彎損耗的基本原理，設(shè)計了光纖微彎呼吸傳感器。分析了不同彎曲半徑和彎曲周期對傳感器彎曲損耗靈敏度的影響，并實驗驗證。測量結(jié)果表明，對于1550nm的光源，單模光纖的彎曲半徑在3-6mm范圍內(nèi)變化，彎曲周期數(shù)為4時傳感器的彎曲損耗靈敏度最高。最后進行了人體呼吸傳感實驗，驗證了該傳感器應(yīng)用于呼吸檢測可行